Bài tập lớn môn cáp viễn thông tìm hiểu về các loại cáp viễn thông

Trưng đại học Thành Đô Khoa điện tử viễn thông BÀI TẬP LỚN MÔN CÁP VIỄN THÔNG TÌM HIỂU VỀ CÁC LOẠI CÁP VIỄN THÔNG I CÁP ĐỒNG TRỤC Giới thiệu cáp đồng trục Ngày tháng 12 năm 1931,2 nhà nghiên cứu Lloyd Espenschied H.A Affel từ AT&Tđã nhận sáng chế số 1835031 cho phát minh mang tên " hệ dẫn truyền đồng tâm " tiền thân cáp đồng trục đại Mục đích phát minh sử dụng cho việc truyền tải dạng tín hiệu đơn giản mà cao truyền tải tín hiệu truyền hình đầu tiên, đòi hỏi băng tần rộng đủ để truyền dãy tần số phù hợp với ảnh truyền hình Phát minh Espenschied Affel đặt chất dẫn (dây dẫn) trung tâm bên ống rỗng giữ chỗ với vòng đệm để cách nhau dọc theo chiều dài ống Chất điện môi tiêu hao không khí Khái niệm Cáp đồng trục chế tạo gồm dây đồng trung tâm bao bọc vật liệu cách li chất điện môi không dẫn điện, chung quanh chất điện môi quấn dây bện kim loại vừa dùng làm dây dẫn vừa bảo vệ khỏi phát xạ nhiễm điện từ.Ngoài lại lớp vỏ bọc làm chất không dẫn điện(thường PVC,PE).Dây đồng trục có hai loại, loại nhỏ (Thin) loại to (Thick) Dây cáp đồng trục thiết kế để truyền tin cho bǎng tần (Base Band) bǎng tần rộng (broadband) Dây cáp loại to dùng cho đường xa, dây cáp nhỏ dùng cho đường gần, tốc độ truyền tin qua cáp đồng trục đạt tới 35 Mbit/s.Ngoài dây cáp đồng trục Nguyễn Văn Công CĐ ĐT3- K5 Tìm hiểu loại cáp viễn thông Trưng đại học Thành Đô Khoa điện tử viễn thông chia làm loại loại cứng loại dẻo.Loại cứng có lớp bảo vệ dày đặc loại dẻo viền bảo vê,thường dây đồng.Sự suy giảm trở kháng dung môi ảnh có ảnh hưởng quan trọng đến tính cáp.Dung môi đặc rỗng.Tận cáp đầu kết nối RF Cấu tạo cáp đồng trục A: vỏ nhựa B: dệt chắn đồng C: điện môi cách điện bên D: cốt lõi đồng Phân loại cáp đồng trục Cáp đồng trục chia làm loại Nguyễn Văn Công CĐ ĐT3- K5 Tìm hiểu loại cáp viễn thông Trưng đại học Thành Đô Khoa điện tử viễn thông - Thinnet (mỏng): có đường kính khoảng 6mm, thuộc họ RG58, chiều dài tối đa 185m - Thicknet (dày): có đường kính khoảng 13mm, thuộc họ RG58, chiều dài tối đa 500m Ưu nhược điểm cáp đồng trục Ưu điểm: - Các thiết bị mạng đơn giản, giá thành thấp Nhược điểm: - Cáp đồng trục có mức suy hao lớn - Chi phí cho thiết bị kèm theo cao - Điện tiêu thụ mạng cao - Càng xa trung tâm chất lượng tín hiệu giảm - Độ ổn định mạng - Khó bảo trì làm ảnh hưởng đến chất lượng phục vụ khách hàng Nguyễn Văn Công CĐ ĐT3- K5 Tìm hiểu loại cáp viễn thông Trưng đại học Thành Đô Khoa điện tử viễn thông Giới thiệu cáp đồng trục RG6 RG-6 loại cáp nhỏ dùng truyền hình cáp Nó dùng để đưa tín hiệu từ Tap-off Splitter đến hộ gia đình thuê bao Đặc tính suy hao 21 dB/100m dùng để truyền tính hiệu xa được, người ta dùng cáp để dẫn tín hiệu vào TV hộ gia đình - Dây lõi làm thép mạ đồng 18 AWG, đường kính 1.02mm - Có nhiều lớp bọc Nhôm chống nhiễu - Vỏ bọc làm nhựa PVC - Điện trở: 75 +/-3 Ohm - Vận tốc truyền: 85% - Điện dung: 54 +/-3pF/m - Sự suy hao: 20dB (5-2300MHz) - Đạt tiêu chuẩn ISO9001, UL, CUL, CSA, ROHS II CÁP XOẮN ĐÔI Khái niệm Cáp xoắn bao gồm đôi dây xoắn cách điện với nhằm chống phát xạ nhiễu điện từ Cặp dây xoắn lại với theo quy luật giúp giảm tiếng ồn pickup từ nguồn bên xuyên âm đôi cáp Nguyễn Văn Công CĐ ĐT3- K5 Tìm hiểu loại cáp viễn thông Trưng đại học Thành Đô Khoa điện tử viễn thông Cáp xoắn đôi Cấu tạo cáp xoắn đôi Cáp xoắn đôi cặp dây hai dây dẫn xoắn với nhằm mục đích triệt nhiễu điện từ (EMI) từ bên nhiễu xuyên âm (Crosstalk) cặp dây lân cận Nó phát minh Alexander Graham Bell Cáp xoắn đôi có hai loại - Cáp xoắn đôi có vỏ bọc chống nhiễu STP - Cáp xoắn đôi vỏ bọc chống nhiễu UTP 2.1 Cáp STP (Shielded Twisted- Pair) Nguyễn Văn Công CĐ ĐT3- K5 Tìm hiểu loại cáp viễn thông Trưng đại học Thành Đô Khoa điện tử viễn thông Cáp gồm nhiều cặp cáp phủ bên lớp vỏ làm dây đồng bện nhôm Lớp vỏ có chức chống nhiễu từ bên chống phát xạ nhiễu từ bên Lớp chống nhiễu nối đất để thoát nhiễu Tốc độ: tốc độ lý thuyết 500Mbps, tốc độ thực tế 155Mbps với chiều dài đường dây 100 m Đầu nối cáp: DIN (DB-9), RI45 2.2 Cáp UTP (Unshielded Twisted- Pair) Cáp UTP gồm nhiều cặp dây xoắn tương tự cáp STP lớp vỏ bọc chống nhiễu Độ dài tối đa đoạn cáp đấu nối 100 m để đảm bảo tín hiệu đường truyền Dễ bị nhiễu đặt gần thiết bị như: đường dây điện cao thế, nhiễu xuyên kênh… Dùng đầu đấu nối RJ45 Cáp UTP có loại: - Loại (Cat1) dùng truyền không truyền liệu, tốc độ < 4Mbps Nguyễn Văn Công CĐ ĐT3- K5 Tìm hiểu loại cáp viễn thông Trưng đại học Thành Đô Khoa điện tử viễn thông - Loại (Cat2) gồm cặp xoắn, tốc độ 4Mbps - Loại (Cat3) gồm cặp xoắn, tốc độ 10Mbps - Loại (Cat4) gồm cặp xoắn, tốc độ 16Mbps - Loại (Cat5) gồm cặp xoắn, tốc độ 100Mbps - Loại (Cat6) gồm cặp xoắn, tốc độ 1000Mbps Ưu nhược điểm cáp xoắn đôi Ưu điểm - Thi công lắp đặt dễ dàng - Khắc phục lỗi tốt - Chống nhiễu xuyên âm cặp dây lân cận - Chi phí lắp đặt bảo hành bảo dưỡng thấp - Ứng dụng rộng rãi lắp đặt mạng LAN - Cáp STP có khả chống nhiễu tốt kể nhiễu bên nhiễu xuyên âm bên Nhược điểm - Khoảng cách tối đa cho phép tín hiệu truyền thấp (100 m) - Băng thông hẹp Giới thiệu cáp xoắn đôi Cable Golden Japan - pair UTP Cat 5e Nguyễn Văn Công CĐ ĐT3- K5 Tìm hiểu loại cáp viễn thông Trưng đại học Thành Đô Khoa điện tử viễn thông - Loại : chống nhiễu bên - Dài 100m (có số mét dây) - Lõi lớn 0.5mm - Tín hiệu nhận > 100 m - Cấu tạo : cặp dây đồng xoắn đôi + dây gân chịu lực - Băng thông : 100 - 350 MHz - Đi âm tường tốt dòng điện mà không bị nhiễu - Hỗ trợ Gigabit Ethernet(10/100/1000Base-T) - Vỏ màu cam công nghệ chống cháy bảo vệ môi trường III CÁP QUANG Giới thiệu Năm 1966 nhà vật lý học người Mỹ gốc Hoa Charles Kuen Kao đồng nghiệp phát minh sợi quang, sợi quang ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực khoa học có ứng dụng truyền dẫn viễn thông Sợi cáp quang truyền ánh sáng có mang thông tin nhờ vào tượng phản xạ toàn phần ánh sáng môi trường lưỡng chiết (chiết xuất môi trường) Cấu tạo 2.1 Cấu tạo sợi cáp Nguyễn Văn Công CĐ ĐT3- K5 Tìm hiểu loại cáp viễn thông Trưng đại học Thành Đô Khoa điện tử viễn thông Sợi cáp quang cấu tạo từ ba thành phần chính: lõi (core), lớp phản xạ ánh sáng (cladding), lớp vỏ bảo vệ (primary coating hay gọi coating, primary buffer) Core làm sợi thủy tinh plastic dùng truyền dẫn sáng Để ánh sáng phản xạ cách hoàn toàn lõi chiết suất lõi lớn chiết suất áo chút Cladding Bao bọc core lớp thủy tinh hay plastic nhằm bảo vệ phản xạ ánh sáng trở lại core Lõi áo làm thuỷ tinh hay chất dẻo (Silica), chất dẻo, kim loại, fluor, sợi quang kết tinh Thành phần lõi vỏ có suất khác Primary coating lớp vỏ nhựa PVC giúp bảo vệ core cladding không bị bụi, ẩm, trầy xước Vỏ bọc phía áo bảo vệ sợi quang khỏi bị ẩm ăn mòn, đồng thời chống xuyên âm với sợi bên cạnh Hai loại cáp quang phổ biến GOF (Glass Optical Fiber) – cáp quang làm thuỷ tinh POF (Plastic Optical Fiber) – cáp quang làm plastic POF có đường kính core lớn khoảng 1mm, sử dụng cho truyền dẫn tín hiệu khoảng cách ngắn, mạng tốc độ thấp Nguyễn Văn Công CĐ ĐT3- K5 Tìm hiểu loại cáp viễn thông Trưng đại học Thành Đô Khoa điện tử viễn thông Bảo vệ sợi cáp quang lớp vỏ gồm nhiều lớp khác tùy theo cấu tạo, tính chất loại cáp Nhưng có ba lớp bảo vệ lớp chịu lực kéo (strength member), lớp vỏ bảo vệ (buffer) lớp áo giáp (jacket) – tùy theo tài liệu có tên gọi khác Strength member lớp chịu nhiệt, chịu kéo căng, thường làm từ sợi Kevlar Buffer thường làm nhựa PVC, bảo vệ tránh va đập, ẩm ướt Lớp bảo vệ Jacket Mỗi loại cáp, tùy theo yêu cầu sử dụng có thêm lớp jacket khác Jacket có khả chịu va đập, nhiệt chịu mài mòn, bảo vệ phần bên tránh ẩm ướt ảnh hưởng từ môi trường Có hai loại thiết kế khác để bảo vệ sợi cáp quang ống đệm không chặt (close- tube) ống đệm chặt (tight buffer) 2.2 Phân loại cáp quang Người ta phân loại cáp quang dựa vào đường kính lõi - Lõi 8,3 micron, lớp lót 125 micron, chế độ đơn mode - Lõi 50 micron, lớp lót 125 micron, chế độ đa mode - Lõi 62,5 micron, lớp lót 125 micron, chế độ đa mode - Lõi 100 micron, lớp lót140 micron, chế độ đa mode Các loại cáp quang 3.1 Cáp quang Single mode ( đơn mode) Cáp quang Single mode có đường kính core nhỏ (khoảng 9µm), sử dụng nguồn phát laser truyền tia sáng xuyên suốt tín hiệu bị suy hao có tốc độ lớn SM thường hoạt động bước sóng (wavelength) 1310nm, 1550nm Nguyễn Văn Công CĐ ĐT3- K5 10 Tìm hiểu loại cáp viễn thông